垂直布置百叶折流板管壳式换热器性能研究

发布时间：2022-02-08 11:43

　　针对弓形折流板管壳式换热器流动死区大和阻力高的问题,提出了使用新型垂直布置百叶折流板管壳式换热器。建立垂直布置百叶折流板换热器三维数理模型,对其流动结构、传热和阻力性能进行研究分析,获得垂直布置百叶折流板换热器三维流场和温度分布;与传统弓形折流板换热器的传热和阻力性能进行了对比;同时,具体分析了不同折流板倾角对其性能的影响。研究结果表明:垂直布置百叶折流板换热器壳侧流场分布均匀,其流动死区小,流动阻力低;与传统弓形折流板换热器相比,其壳侧压降降低了10.06%～45.10%;而倾斜角度为45°时,综合性能最高,其单位压降下的传热系数比传统弓形折流板换热器提高了38.62%～51.43%. 

【文章来源】：太原理工大学学报. 2020,51(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

百叶折流板垂直布置结构示意图

计算模型由换热管、垂直布置百叶折流板、外壳以及管侧和壳侧进出口等结构组成;壳侧尺寸、折流板与换热管之间尺寸差距大,在换热器管侧和壳侧进出口处采用结构化网格,其余部分采用非结构化的四面体网格。本文同时考虑管内和管外的流动和换热情况,在换热管内部也生成网格,换热管面和折流板表面为流固耦合面。为了提高计算的精度,对换热管边界处进行自适应加密处理,生成网格截面图如图2所示。通过调整网格尺寸,建立5组细密程度不同的网格。网格数分别为1 756 845、2 096 148、2 522 400、2 712 106、3 106 000,对5组网格进行独立性考核,计算结果如图3所示。第四套网格与第五套网格的计算结果偏差小于1%,综合考虑时间成本和计算精度,采用第四套网格进行模拟计算。

通过调整网格尺寸,建立5组细密程度不同的网格。网格数分别为1 756 845、2 096 148、2 522 400、2 712 106、3 106 000,对5组网格进行独立性考核,计算结果如图3所示。第四套网格与第五套网格的计算结果偏差小于1%,综合考虑时间成本和计算精度,采用第四套网格进行模拟计算。3 模型有效性验证

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋通道内受限外流传热和阻力特性的数值模拟[J]. 雷勇刚,楚攀,何雅玲,高亚甫.  热能动力工程. 2007(06)
[2]连续螺旋折流板换热器传热与阻力性能实验研究[J]. 曾敏,彭波涛,喻澎清,陈秋炀,王秋旺,黄彦平,肖泽军.  核动力工程. 2006(S1)



本文编号：3615004